Software als de remedie tegen plc-verslaving

In de industriële automatisering is het tegenwoordig software dat de klok slaat. Waarom maakt de industrie dan nog gebruik van ouderwetse ontwikkelmethodes op basis van cyclusgebonden hardware? Schneider Electric predikt een overgang naar een softwarecentrische aanpak waarbij alle vraagstukken in de moderne, flexibelere it-wereld worden opgelost.

Alexander Pil
27 april

‘Industriële automatisering moet eenvoudiger.’ John Coppens, marketingmanager industrie bij Schneider Electric, windt er geen doekjes om. Hij vindt dat het simpeler moet, én kan. ‘Sinds de eerste plc in 1968 op de markt verscheen, is de technologie alsmaar groter, ingewikkelder en complexer geworden. We zitten nu op een punt dat het voor eindgebruikers en klanten gewoon niet meer leuk is. Er is echt een omslag nodig.’

Coppens pleit er daarom voor dat we het proces opnieuw moeten uitvinden door gebruik te maken van de mogelijkheden die er tegenwoordig zijn. ‘Met de industrie zitten we al een fiks aantal jaren in dat traject – al realiseren we ons dat vaak niet – maar we komen steeds dichter bij een volledig softwaregebaseerde generatie van industriële automatisering. Dat is een trend die niet te stoppen valt. Nu is het moment om een rigoureuze stap te maken door de ontwikkeling aan te vliegen vanuit de it-wereld.’

Het Ecostruxure Automation Expert-platform is gebaseerd op de IEC 61499-standaard voor softwarecentrische industriële automatisering.

Schneider Electric gelooft heilig in die ommezwaai. ‘Onze strategie is gericht op hardware-agnostische automatisering’, zegt Coppens. Dat einddoel staat of valt met een industriebrede samenwerking en een breed gedragen standaard. ‘Het is inderdaad een stap die we met z’n allen moeten nemen. Ik besef dat er heel wat haken en ogen aan zitten om alle neuzen dezelfde kant op te krijgen. En het gaat vast nog een flinke tijd duren voordat we in die fase zijn beland. Dan kun je bij de pakken neerzitten en niks doen, maar dan bereiken we dat punt nooit. Of je toont lef en gaat gewoon aan de slag.’

Schneider is een van de partijen in het Universal Automation-consortium dat het gebruik van de IEC 61499-standaard voor industriële automatisering stimuleert. ‘Het is een onafhankelijke organisatie, en zeker geen Schneider-feestje’, benadrukt Coppens. ‘Door een standaard neer te zetten, neemt Universal Automation het voortouw. Ik denk dat we de industrie een dienst bewijzen door als consortium de kar te trekken.’

Schneider is ervan overtuigd dat het systeem op de schop moet. ‘Als ik met integrators praat, vertellen ze over de waslijst aan partners waarmee ze samenwerken – zowel in hardware als in software – en de hoeveelheid technologieën die ze aan elkaar moeten knopen. Dat zijn allemaal engineeringuren die eigenlijk weinig toevoegen’, aldus Coppens. ‘Er is veel winst te behalen als we dat kunnen simplificeren. Die partijen zijn ook heel geïnteresseerd in wat we binnen Universal Automation doen en willen er absoluut meer van weten. Dan denk ik: doorzetten nu, want er is duidelijk een latente behoefte.’

Praat software

Coppens is een relatieve buitenstaander in de industriële automatisering. Omdat hij pas twee jaar zijn focus op deze wereld heeft, kijkt hij met een frisse blik. ‘Ik zie dat het een heel technische omgeving is. We zijn lekker technisch bezig en maken het lekker zo moeilijk mogelijk. Maar we gaan voorbij aan wat het allemaal gaat kosten en waar we onze klanten mee opzadelen.’

‘De it-wereld vindt ons tamelijk ouderwets’, gaat hij verder. ‘En terecht want de softwareontwikkeling in die sector ligt mijlenver voor op de cyclusgebonden programmering in de industriële automatisering. Als je dan bedenkt dat het in onze wereld tegenwoordig allemaal om software draait, moet er een kwartje gaan vallen. Laten we het nou eens naar de it-wereld trekken. Dan maken we het veel eenvoudiger en is er ontzettend veel mogelijk.’

Om dat inzichtelijker te maken, trekt Coppens de analogie met erp. ‘Als je zo’n systeem implementeert, komen gebruikers met allerlei vragen: kan dit en kan dat? Het antwoord is altijd ‘ja’. Je opereert immers in een softwarewereld waarin alles mogelijk is’, zegt Coppens. ‘Onafhankelijk van de hardware hè, want het maakt echt niet uit of je het erp-systeem op een server van Dell of Lenovo laat draaien. Je praat software en dat biedt heel veel voordelen.’

Goedkoper en flexibeler

Het is een andere manier van denken over automatisering, bijna een paradigmaverschuiving. De softwareontwikkeling vindt dan plaats in een it-omgeving. Dus niet op een plc, maar op een industriële pc of zelfs in de cloud. Daar wordt geprogrammeerd en als je klaar bent, distribueer je de runtime naar gelang de behoefte van je systeem decentraal richting de hardware. Dat hoeft niet eens een plc te zijn, want het kan ook rechtstreeks naar een drive. Wat de plc of de drive niet aankan, laat je in de ipc-omgeving of automatiseer je op een andere manier die wel goed genoeg is. Doordat bovendien alleen de runtime draait op een al heel krachtige plc, is de resterende beschikbare rekenkracht ongelooflijk groot.

Gevraagd naar de belangrijkste voordelen van deze nieuwe generatie in industriële softwareontwikkeling, geeft Coppens er drie: kostenbesparing, flexibiliteit en functionaliteit. ‘Als je in de oude wereld – zo durf ik het wel te noemen – een engineeringtraject start, praat je over honderden of duizenden uren om het allemaal correct aan elkaar te programmeren en in te richten. De IEC 61499-standaard is opgezet vanuit de optiek om het simpel te houden. Door de softwareontwikkeling naar een it-omgeving te tillen, haal je een heleboel inefficiënties weg en kun je de programmeertijd met tientallen procenten reduceren.’

John Coppens: ‘Door de softwareontwikkeling naar een it-omgeving te tillen, haal je een heleboel inefficiënties weg.’

IEC 61499 hanteert een eventgedreven benadering, in tegenstelling tot de oude cyclische manier van denken. Een van de nadelen van de plc-wereld komt daarmee gelijk te vervallen, omdat je niet meer afhankelijk bent van de beschikbare cyclustijd. De industriestandaard werkt op basis van functieblokken waarin een heleboel zeer geavanceerde geprogrammeerde logica kan worden opgenomen. ‘Via single-line engineering kunnen die functieblokken simpel aan elkaar worden gekoppeld middels een simpele drag-and-drop-actie’, legt Coppens uit. ‘Zo kun je heel snel de software voor bijvoorbeeld je vijftig pompen in het veld ontwikkelen en met een paar muisklikken naar de hardware distribueren.’

Flexibiliteit is het tweede pluspunt. ‘Als je zaken in software oplost, ben je sowieso flexibeler. Agile hardware is immers nogal ingewikkeld’, weet Coppens. ‘Stel dat je duizenden ontwikkeluren besteedt aan een productielijn en de fabriek eindelijk draait. Als er een jaar later iemand met een briljant idee komt waarmee de productie verbetert, dan zul je niet zo snel op die trein springen omdat daarmee weer heel veel engineeringtijd gemoeid is. Maar als je een softwaregebaseerde aanpak voorstaat, is zo’n switch veel eenvoudiger te realiseren.’

Dan functionaliteit. Door alles in de software op te lossen, kun je modules en systemen eenvoudiger koppelen en waarde halen uit de data die dat oplevert. ‘Mee op de trend van Productie 4.0’, omschrijft Coppens het. ‘Je kunt vrij eenvoudig service verlenen op basis van de informatie die uit het systeem komt. In de software bouw je simpelweg signalen in zodat een onderhoudsmonteur precies op het goede moment ter plaatse is. Omdat alles verbonden is via software, en niet meer verborgen zit in de hardware, kun je alles realiseren dat je kunt bedenken. Dat lukt je echt niet op de oude manier.’

Onbegrensde mogelijkheden

Als Coppens het concept achter IEC 61499 deelt met techneuten, krijgt hij weleens de opmerking dat virtuele plc’s toch allang bestaan, dat het niets nieuws is. ‘Dat weet ik natuurlijk ook, maar nu gaan we het ook echt doen’, antwoordt Coppens dan. Door gebruik te maken van alle softwareontwikkeltechnieken en -methodes, en alle kennis uit de it- en embedded-wereld die nog niet was doorgedrongen tot de plc-gemeenschap. ‘En dat kan nu ook, want plc’s zijn feitelijk niet veel meer dan een microprocessor, bijna een decentrale laptop.’ Coppens zegt de wind mee te hebben. ‘Juist in deze tijd van schaarste is het heel lastig om voldoende plc’s te leveren. Dat is dé kans om te switchen naar virtuele plc’s.’

Overigens blijft de hardware wel bestaan. Hij wordt alleen slimmer ingezet. ‘De intelligentie verplaats je naar de it-wereld. Dat is de plek waar je de problemen oplost, met alle technieken die daar beschikbaar zijn’, verduidelijkt Coppens. ‘We moeten af van de verslaving aan plc’s en de beperkingen die ze met zich meebrengen. Breng het naar de it-wereld en je krijgt bijna onbegrensde mogelijkheden. Durf los te laten want industriële automatisering kan ook zonder plc’s.’

Dit artikel is tot stand gekomen in nauwe samenwerking met Schneider Electric.